Zaparowana „większa siostra” Ziemi (?)

Wykorzystując szerokopolową kamerę Wide Field Camera 3 Kosmicznego Teleskopu Hubble’a do obserwacji zaćmienia gwiazdy K2-18 przez jedną z krążących wokół niej planet, mało efektownie nazywaną K2-18b odkrytą przez kosmiczny teleskop Keplera, grupa astrofizyków i astrochemików z University College London wykryła w atmosferze tej planety parę wodną.

Artystyczna wizja egzoplanety K2-18b i jej gwiazdy macierzystej, czerwonego karła K2-18. Źródło: ESA/Hubble

Rysunek 1 Artystyczna wizja egzoplanety K2-18b i jej gwiazdy macierzystej, czerwonego karła K2-18. Źródło: ESA/Hubble

Było to możliwe dzięki temu, że w trakcie takiego zaćmienia, czy też po astrofizycznemu: tranzytu, światło macierzystej gwiazdy przechodzi częściowo przez atmosferę zaćmiewającej jej planety. Tym samym, na widmo gwiazdy nakłada się widmo atmosfery planety. W wielkim uproszczeniu proces odzyskiwania widma planety pokazuje kreskówkowy schemat na rysunku 2.

Rysunek 2 Arytmetyka widm gwiazdy i planety. Źródło: NASA/JPL

 

Nie jest to jednak pierwszy przypadek wykrycia pary wodnej w atmosferze planety pozasłonecznej.

Rysunek 3 Widmo atmosfery planety K2-18b (czarne punkty z liniami niepewności pomiarowych) i dopasowywane do pomiarów różne modele składu atmosfery. Jak widać po jednostkach długości fali, obserwacje prowadzone były w podczerwieni. Źródło: Water vapour in the atmosphere of the habitable-zone eight Earth-mass planet K2-18 b A.Tsiaras, I. P. Waldmann, G. Tinetti, J. Tennyson, S. N. Yurchenko

Co go jednak wyróżnia od innych to to, że w odróżnieniu od wcześniejszych detekcji, K2-18b nie jest jowiszopodobna a ma masę tylko ok. 8 mas Ziemi i promień nieco ponad 2 razy większy niż Ziemi, co daje gęstość ok. 3 g/cm3, klasyfikującą ją jako planetę skalistą. Najciekawszym jednak jest to, że krąży w takiej odległości od swojej gwiazdy, że temperatura na powierzchni może sprzyjać istnieniu wody w stanie ciekłym czyli w tzw. „strefie zamieszkiwalnej” (habitable zone). Jakby tego było mało, gwiazda K2-18 leży tylko 34 parseki (czyli ok. 111 lat świetlnych) od Słońca co sprawia, że jest nie tylko czołowym kandydatem do obserwacji ale i potencjalnym celem planowanej międzygwiazdowej misji Breakthrough Starshot. W poszukiwaniu śladów życia, a jakżesmiley

Więcej o spektroskopii czyli dziale fizyki zajmującym się widmami tutaj

Ślady obecności wody w Układzie Słonecznym znaleźliśmy już w co najmniej kilku miejscach, przede wszystkim na Marsie - ale o tym opowiemy już w osobnym artykule.

(MK)